ตัวแปลงความถี่หรือที่เรียกว่าไดรฟ์แบบปรับความเร็วได้ ไดรฟ์ ac แรงดันไฟฟ้าแบบแปรผันความถี่หรือไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน เป็นอุปกรณ์แลกเปลี่ยนกำลังแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลงกำลังไฟฟ้ากระแสสลับที่มีพิกัดคงที่จากโครงข่ายหลักเป็นแรงดันไฟฟ้าแปรผันและพลังงานความถี่ที่เหมาะสำหรับการควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสสลับ
หลักการทำงาน
โดยทั่วไปวงจรหลักของตัวแปลงความถี่ประกอบด้วยสามส่วนหลัก: การแก้ไข การกรอง และการผกผัน ทำให้เกิดการแปลงกำลังไฟฟ้า AC-DC-AC
กระบวนการแก้ไข (AC-DC)
กำลังไฟ AC อินพุตจะถูกแก้ไขเป็นไฟ DC แบบพัลซิ่งโดยบริดจ์ไดโอดเรกติไฟเออร์
กระบวนการกรอง DC
กำลังไฟ DC เข้าสู่วงจรกลาง DC และถูกกรองโดยตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำแบบปรับเรียบเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ค่อนข้างเสถียร ขั้นตอนนี้ยังกักเก็บพลังงานบางส่วนเพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงโหลดระหว่างการทำงานของมอเตอร์
กระบวนการผกผัน (DC-AC)
ไฟ DC ที่เสถียรจะถูกแปลงเป็นไฟ AC โดย IGBT ภายใต้การควบคุมของไมโครโปรเซสเซอร์
วิธีการควบคุมมอเตอร์
เมื่อบรรลุการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ จะต้องดำเนินมาตรการที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ตรงตามข้อกำหนดของอุปกรณ์
การควบคุมวี/เอฟ
ควบคุมแรงดันและความถี่เอาต์พุตโดยตรง ประสิทธิภาพไม่สูง แต่ไม่ไวต่อพารามิเตอร์ของมอเตอร์ และเหมาะสำหรับการใช้งานควบคุมความเร็วที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง
การควบคุมเวกเตอร์ (VC)
แยกกระแสออกเป็นกระแสกระตุ้นและกระแสแรงบิด ช่วยให้ควบคุมเอาท์พุตของมอเตอร์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น และปรับให้เข้ากับสภาวะโหลดที่แตกต่างกันได้ดีขึ้น เหมาะสำหรับการใช้งานระดับไฮเอนด์ ข้อเสียคือความไวต่อพารามิเตอร์ของมอเตอร์ ในการใช้งานจริง การเชื่อมต่อฟลักซ์ของโรเตอร์อาจสังเกตได้ยากเนื่องจากสาเหตุหลายประการ นำไปสู่ความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างผลลัพธ์จริงและผลลัพธ์ทางทฤษฎี
ระบบควบคุมแรงบิดโดยตรง (DTC)
ควบคุมกระแสสเตเตอร์ได้โดยตรง ทำให้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ง่ายขึ้น มีความไวค่อนข้างน้อยต่อพารามิเตอร์ของมอเตอร์และการควบคุมเวกเตอร์ แต่อาจสร้างพัลส์แรงบิดและการเชื่อมต่อฟลักซ์
การควบคุม V/F การควบคุมเวกเตอร์ และ DTC ต่างก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ในการใช้งานจริง ควรเลือกวิธีการควบคุมที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น คุณลักษณะของมอเตอร์ เอาท์พุตที่ต้องการ และสภาวะโหลด
โดยสรุป ตัวแปลงความถี่บรรลุการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ AC ได้อย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพผ่านสามขั้นตอนหลัก: การแก้ไข การกรอง และการผกผัน โดยใช้การควบคุม VF และการควบคุม VD การทำความเข้าใจหลักการของไดรฟ์ความถี่แบบแปรผันและวิธีการควบคุมมอเตอร์ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกและจับคู่โหลดที่แตกต่างกันอย่างแม่นยำ และใช้ประโยชน์จากประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้อย่างเต็มที่